中国科学院物理研究所苏东研究员做客瓯江学术论坛

3月31日上午，应我院袁一斐教授邀请，中国科学院物理研究所苏东研究员莅临第274期瓯江学术论坛，在教工之家作了题为“Probing degradation mechanism with advanced TEM”的学术报告。

报告中，苏研究员系统介绍了先进透射电子显微镜（TEM）技术的核心能力。该技术通过探测电子与材料相互作用产生的多种信号，结合X射线、阴极发光等伴生信号，实现对材料的综合表征。在成像方面，高分辨（S）TEM可实现原子尺度的晶格、缺陷、应变及表面形貌解析；在能谱分析方面，利用电子能量损失谱（EELS）、能谱分析（EDX）等手段，可精准分析材料的电子结构、价态及元素组成。

结合团队研究成果，苏东研究员展示了先进TEM技术在解析电池材料失效机理中的具体应用。针对高镍NMC正极材料，团队开展原位TEM研究，在原子尺度直接观察到反相界、孪晶界等原生晶体缺陷在脱锂过程中显著促进相变与结构退化，且该现象在表面与体相内部均有发生，揭示了体相缺陷对性能退化的关键作用，超越了传统“表面退化”的认知，为高镍正极材料的微观结构设计提供了新方向。此外，团队还发现辊压虽会导致正极产生微裂纹，却反而提升了其循环稳定性，为电极工艺优化提供了新视角。

针对钠离子电池层状氧化物正极，苏研究员系统阐述了水汽诱导材料降解的原子尺度机理：Na⁺/H⁺交换引发结构膨胀与开裂，尖晶石相优先在表面和缺陷处形核生长，长期暴露后材料完全分解为Na₂O与过渡金属氧化物，并伴随气体释放。基于上述认识，团队深入研究了不同能量输入模式对Na⁺/Li⁺离子交换的影响。球磨法通过离散能量输入诱导缺陷与应力累积实现快速交换，但后期因阳离子钉扎效应动力学减缓，伴随结构损伤；超声法则以连续能量传递激发集体声子振动，实现协同长程滑移，结构损伤小但交换难以完全。基于两种方法的互补特性，团队设计了顺序球磨—超声协同策略，在保持结构完整性的前提下实现高交换率，结合后退火与低压活化工艺，显著提升了电极的比容量。

本期论坛为师生提供了与材料表征领域专家深度交流的机会，拓宽了在离子电池微观机理研究领域的学术视野，也进一步推动了我院在新能源材料表征、先进TEM应用等领域的产学研合作与专业人才培养。

个人简介

苏东，中国科学院物理研究所杰出研究员、A01课题组组长、先进材料与结构分析科学院重点实验室主任。1998年在南京大学物理系获学士学位，2003年在南京大学物理系和中国科学院物理研究所电镜实验室（联合培养）获凝聚态物理专业博士学位。曾先后在瑞士和美国做博士后（2004-2008）。2008-2019年在美国布鲁克海文国家实验室先后任助理，副，正研究员和研究室主任 (group leader)。2019年起加入中科院物理研究所先进材料与结构分析实验室。他在SCI杂志上发表>500篇文章，总引用率>60000次，H因子～136，2019-2024年入选 "科睿唯安"高被引科学家，并任《Renewables》杂志创刊主编,及《Journal of Energy Chemistry》、《Microstructures》、《Interdisciplinary Materials》、《Next Materials》、《电子显微学报》编委。研究兴趣是结合电镜、同步辐射等结构分析手段表征能源材料，探究二次电池电极材料的反应动力学，和催化反应机理。

一审：李佳函

二审：温正灿

三审：雷云祥